19. Технологические основы тепловой обработки продуктов. Виды оборудования для тепловой обработки продуктов.

Как нагрев, так и охлаждение преследуют две цели: технологическую и санитарно-гигиени–ческую.

Технологическая цель — как при нагревании, так и при охлаждении происходит изменение физико-химических, структурно-механических и органолептических свойств продуктов.

Санитарно-гигиеническая цель – при нагревании выше 80 °С происходит уничтожение микроорганизмов, содержащихся в пищевых продуктах. Это обстоятельство очень важно, т. к. в подавляющем большинстве все пищевое сырье как растительного, так и животного происхождения обсеменено различными микроорганизмами, среди которых немало вредных и болезнетворных.

В большинстве технологических процессов температурные режимы находятся в интервале температур от –30 до 180 °С, хотя известны технологические процессы с использованием еще более низких, в том числе криогенных, температур.

При тепловой обработке изменяются структурно-механические, физико-химические и органолептические свойства продукта, определяющие степень кулинарной готовности. Нагревание вызывает в продукте изменения белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ.

Основными приемами тепловой обработки пищевых продуктов являются варка и жаренье, применяемые как самостоятельные процессы, так и в различных комбинациях. Каждый из приемов имеет несколько разновидностей (варка в среде пара, жарка во фритюре и т.д.). Для реализации этих приемов в тепловом оборудовании используют различные способы нагрева продуктов: поверхностный, объемный, комбинированный. При всех способах нагрева пищевых продуктов внешний теплообмен сопровождается массопереносом, в результате которого часть влаги продуктов переходит во внешнюю среду. При тепловой обработке продуктов в жидких средах вместе с влагой также теряется часть сухих веществ.

Практически все пищевые продукты являются капиллярно-пористыми телами, в капиллярах которых жидкость удерживается силами поверхностного натяжения. При нагревании продуктов эта жидкость начинает мигрировать (перемещаться) от нагретых слоев к более холодным.

При жаренье продуктов влага из поверхностных слоев частично испаряется, а частично перемещается вглубь к более холодным участкам, что приводит к образованию сухой корочки, в которой происходит термический распад органических веществ (при температуре более 100 °С). Чем быстрее нагревается поверхность, тем интенсивнее происходит перенос тепла и влаги и тем быстрее образуется поверхностная корочка.

Поверхностный нагрев продукта осуществляется теплопроводностью и конвекцией при подводе теплоты к центру продукта через его наружную поверхность. При этом нагрев центральной части продукта и доведение его до кулинарной готовности происходят в основном за счет теплопроводности.

Интенсивность теплообмена зависит от геометрической формы, размеров и физических параметров обрабатываемого продукта, режима движения (продукта и среды), температуры и физических параметров греющей среды. Продолжительность процесса тепловой обработки при поверхностном нагреве обусловлена низкой теплопроводностью большинства пищевых продуктов.

Среди большого многообразия аппаратов для темперирования и повышения концентрации пищевых сред можно выделить следующие виды (рис. 14.1): аппараты для нагревания, уваривания и варки; выпарные аппараты и установки; развариватели крахмалосодержащего сырья, фруктов и овощей; заторные и сусловарочные аппараты; ошпариватели и бланширователи для фруктов и овощей; автоклавы, пастеризаторы и стерилизаторы.

Рассматриваемое оборудование предназначено для осуществления таких тепло-массообменных процессов, которые вызывают сложные физико-химические и структурно-механические изменения, связанные с поверхностным или объемным проникновением теплоты в продукт. Все это вызывает изменение агрегатного и структурного состояний продукта, размягчение растительных тканей, что способствует их разрушению и экстрагированию необходимых веществ, а также приводит к гибели микроорганизмов с предотвращением их развития.

Тепломассообменное оборудование по способу передачи теплоты можно разделить на аппараты смешения и поверхностные. В аппаратах смешения продукт вступает во взаимодействие с теплоносителем и нагревается. В поверхностных аппаратах теплота передается через стенку аппарата (рекуперативные теплообменники) или через насадку аппарата (регенеративные теплообменники).